现浇预应力混凝土大梁施工中结构裂缝的原因控制措施

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【摘 要 】大跨度现浇预应力混凝土大梁施工中结构缝现象很普遍.尽管多数裂缝宽度在0.2mm以下,不会影响结构安全以及建筑物的使用功能,但对预应力结构的重要性而言,出现裂缝易引起业主和监理的担心与不满,甚至引发法律纠纷.裂缝直接影响结构的耐久性,应引起工程建设人员的重视,把裂缝作为主要通病进行综合防治,减少和避免裂缝现象的出现.本文分析现浇预应力混凝土大梁施工中结构裂缝的原因及控制措施.

【关 键 词 】现浇预应力混凝土；裂缝原因；控制措施

1．由混凝土本身性质引起的裂缝

1.1 原因分析

混凝土拌合物沉降裂缝.这种裂缝的发生,往往是采用大流动性混凝土拌合物时而发生的裂缝,大流动性混凝土拌合物在混凝土初凝前,混凝土拌合物中的粗骨料始终处于一种自由体,虽然经过振动器械进行了振动,内部的孔隙也基本排除,但在混凝土内部的粗骨料本身在自身质量的作用下缓慢下沉,若是素混凝土,内部的下沉是均匀的,在混凝土硬化过程中,表面的裂缝一般均为施工人员在操作过程中所留下的脚窝因用素浆找平后而形成的,因为这些裂缝是素浆在硬化时产生的收缩(干裂)裂缝.另外一方面是钢筋混凝土,在混凝土没有达到初凝前,其内部的粗骨料继续处于下沉状态,而混凝土沿着钢筋的下方继续下沉,由于在钢筋的作用下,钢筋上面的混凝土被钢筋的支护,在钢筋上表面沿着钢筋的走向产生裂缝,这种裂缝的深度一般只达到钢筋表面为止.

早期混凝土干缩裂缝.这种裂缝一般出现在混凝土较薄的结构；如现浇楼板混凝土、道路混凝土、地坪等混凝土,在结构断面≤300mm、混凝土坍落度＞100mm时,最容易发生此种裂缝.这种裂缝产生的原因是混凝土拌合物在浇捣完毕后,混凝土拌合物内部的水份一部分泌出流失,一部分被水泥水化所用,另外一部分被蒸发,尤其是在干热、风较大的季节以及在空中的薄壁结构板混凝土拌合物则更容易出现失水干缩而发生裂缝.这种裂缝出现的时间较早,一般混凝土在初凝前就已经发生,若不加以处理和养护,局部裂缝将会贯穿整个混凝土结构,部分裂缝也将达到结构1/3～1/2的深度.

砼浇筑成型后,养护工作不到位,没有及时地进行表面履盖,表面水份散失过快,导致砼内部与外部不均匀收缩.其表面干收缩大于其内部干收缩值.由于此干缩快慢差而形成的砼表面拉应力,也是砼产生裂缝的重要原因.主要表现在振捣不密实,沉实不足,或者骨料下沉,表层浮浆过多,砼浇筑后,没有及时抹压实（特别是初凝前的二次拌压）,且表面覆盖不及时,受风吹日晒,表面水份散失快,产生干缩,砼早期强度又低,不能抵抗这种变形而导致开裂.

1.2 防治措施

水泥品种的选择,应根据大体积砼的特点,既要注意水泥的水化热,又要注意水泥的收缩作用,选用低水化热、低收缩的水泥,如抗硫酸盐水泥、粉煤灰水泥、矿渣水泥,而不要采用早强型水泥.

2．模板支撑体系施工不当引起的裂缝

2.1 原因分析

支撑架支座基面耐力不一致：支撑架部分位于地基上,部分位于砼面上或立杆支垫木质材料、砼材料以及金属材料混用.模板拆除时强度未达到100%,或拆除顺序不对（应从中间（中心）向两端（四周）拆除,使砼构件逐步受力,或拆除速度过快（专项方案中应根据结构的不同,予以说明,比如拆除中间部分后间隔多长时间才能继续向两端拆）.

2.2 控制措施

在拆除模板的时候必须按照拆除顺序,不能因为图一时的方便而更改拆除顺序.拆触模板必须等到混凝土的强度达到100%.

3．施工工艺不当引起的裂缝

3.1 原因分析

在施工的过程中,施工人员没有正确的按照操作规范去做导致的混凝土的比例不合适,混凝土的养护部进行养护或很少进行养护.

3.2 防治措施

粗细骨料的选择.配制大体积砼,应选用细度模数在2.7～3.1之间的含泥量最低的中粗砂,砂率最佳值为0.33,以合理粗细骨料的比例,砂率过高意味着细骨料多,粗骨料少,增加了收缩,对抗裂不利.碎石应采用连续级配、良好粒级的弹性模量低的骨料.其次是砂石的吸水率应尽可能小一些,以利于降低收缩.砼的配合比设计.应根据施工单位的经验数据,优化合理地选择砼的强度和强度标准差.结合现场的实际要求,合理利用砼的后期强度,如60天、90天或更长时间的强度.

优化砼的施工过程砼的抗拉强度远小于抗压强度,这是砼容易开裂的内在因素.普通砼极限拉伸离散性很大,因此在施工中必须创造条件,确保砼均匀密实.砼坍落度各车不要有大的差异,浇筑基础时坍落度可控制在100—140mm,坍落度大时会使表面钢筋下部产生水分,或表层钢筋上部的砼产生细小裂缝.为防止这种裂缝,在砼初凝前和砼预沉后采取二次抹面压实措施.砼浇灌时,搅拌车在卸料前,要求高速运转一分钟,确保进进入泵车受料斗的砼质量均匀.

大体积砼的浇筑应合理分段,分层进行,使砼高度均匀上升,砼浇筑应连续进行,间歇时间不能过长,在前层砼初凝前必须把后层砼浇上.浇筑应在室外气温较低时进行,砼浇筑气温不宜超过28℃,在炎热的气候条件下应采取降温措施.在浇筑砼过程中,应严格按照施工组织设计的施工线路实施浇筑.浇筑施工人员不应在钢筋上部无序走动.采用双层钢筋网时,在上下层钢筋网片之间应设置足够的支撑用钢筋撑脚,以保证钢筋位置正确.在浇筑线路上,铺设临时操作脚手板.所有浇筑人员的工作原则上均应在脚手板上完成,以减少对钢筋网的踩踏次数,临时脚手板随浇筑区域的转移而移动.

限拉伸和抗拉强度,使早期抗拉能力增长很快.